Domanda:
Perché gli aeroplani devono ritirare il carrello di atterraggio?
anshabhi
2015-06-30 19:37:03 UTC
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Perché tutti gli aeroplani devono ritirare il carrello di atterraggio, una volta raggiunta un'altezza specifica? Perché non possono semplicemente lasciare il loro carrello di atterraggio schierato per tutto il volo?

È importante notare che non tutti gli aeromobili devono ritirare il proprio equipaggiamento, poiché alcuni di essi hanno un carrello di atterraggio fisso (non retrattile).
Il vantaggio principale è che riduce la resistenza!
Cinque risposte:
#1
+28
fooot
2015-06-30 20:06:40 UTC
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Agli albori dell'aviazione era semplicemente più facile riparare l'attrezzatura. Il carrello di atterraggio aggiunge resistenza, ma anche una seconda ala e rinforzi metallici. Gli aeroplani generalmente non volavano molto veloci o lontani, quindi la resistenza del carrello di atterraggio (e altre cose) non era un grosso problema. Il primo modello con attrezzatura retrattile risale al 1911. Da allora, l'attrezzatura retrattile è stata una decisione progettuale che ogni aeroplano deve prendere.

Ritirare l'attrezzatura nell'aereo consente una forma più pulita, che riduce la resistenza. Tuttavia, questo va a scapito del peso aggiunto. Il sistema di ritrazione, che di solito è idraulico, deve essere aggiunto e l'aereo deve essere progettato per fare spazio per l'attrezzatura da qualche parte almeno per lo più all'interno dell'aereo. L'aereo deve anche essere progettato per gestire situazioni in cui alcuni o tutti gli attrezzi non si estendono correttamente. Per gli aerei che devono essere veloci e / o efficienti, l'attrezzatura retrattile vale la riduzione della resistenza.

Anche la resistenza aggiuntiva deve essere supportata dalla struttura. Gli aeromobili con marcia retrattile avranno una velocità massima alla quale l'attrezzatura può essere estesa. Anche un equipaggiamento con carenature adeguate aggiungerebbe una resistenza significativa alle velocità a cui volano gli aerei di linea. Questo sarebbe molto più critico a velocità supersoniche. In questi casi il peso del rinforzo dell'attrezzatura potrebbe essere anche superiore al peso del sistema di riavvolgimento.

Gli aerei dell'aviazione generale particolarmente piccoli tendono a non avere attrezzi retrattili. Il sistema di retrazione aggiunge peso e complessità extra (e quindi costi), che saranno abbastanza significativi in ​​un piccolo aereo. Il cambio fisso è semplice e può essere progettato per ridurre al minimo la resistenza quanto più possibile. Questi aerei in genere non hanno bisogno di volare veloci o avere un ampio raggio, quindi la resistenza aggiuntiva è un problema minore. Altri piccoli aerei hanno un ingranaggio retrattile, che consentirà una maggiore velocità e portata. Il tipo PA-32 mostrato nella risposta di Dave è stato successivamente prodotto anche in una versione con equipaggiamento retrattile.

Le ragioni che dici sono, ovviamente, la risposta principale. Tuttavia, potrebbe anche valere la pena notare che l'attrezzatura su alcuni tipi non è in realtà progettata per resistere a essere dispiegata alla velocità massima o di crociera dell'aereo. Come esempio estremo, immagino che l'equipaggiamento di un caccia avrebbe avuto una brutta giornata a Mach 2 (per non parlare dell'equipaggiamento dell'SR-71 a Mach 3.3 o dell'equipaggiamento dello Space Shuttle durante il rientro).
Grazie @reirab, la limitazione della velocità è sicuramente importante. Ho aggiunto un paragrafo per questo.
Inoltre, l'attrezzatura dovrebbe _non bruciare_ in caso di volo supersonico. :) Realizzare un pneumatico che possa sopravvivere a Mach 2 (figuriamoci Mach 3+) non sarebbe banale, anche se il peso non fosse un fattore.
Secondo [questo grafico] (http://www.grc.nasa.gov/WWW/BGH/stagtmp.html), dato che l'ho letto correttamente, la marcia salirebbe a circa 170 ° C (340 ° F) a mach 2. Avrei pensato che non sarebbe stato troppo difficile farlo resistere a quella temperatura?
@spectras Non è solo la temperatura dell'aria? L'attrito e le vibrazioni causerebbero anche calore extra. Nel caso di uno pneumatico in gomma che ha una superficie irregolare, un'aerodinamica mediocre ed è specificamente progettato per assorbire le vibrazioni ... Mi aspetto che ci sarebbe un bel po 'di quel riscaldamento extra.
L'SR-71 si è riscaldato a oltre 300 ° C in volo, motivo per cui così tanto era fatto di titanio e il carrello di atterraggio sarebbe stato sicuramente una sfida in quelle condizioni.
@VilleNiemi da quello che ottengo, questa è la temperatura dell'aria, tenendo conto del calore di compressione. Potrei sbagliarmi, ma ho letto che a velocità supersoniche, il calore di attrito è trascurabile prima del calore di compressione, quindi non dovrebbe diventare molto più caldo. Ciò sembra in linea con la figura di fooot di 300 ° C a Mach 3.2. Certo, è troppo caldo per essere pratico :)
@spectras Se l'attrito è trascurabile dipende dalla forma e dalla superficie. Probabilmente hai ragione sul fatto che sia possibile in teoria, se qualcuno progetta l'attrezzatura specificamente per questo. Ma con i problemi di resistenza nessuno farà mai lo sforzo.
@VilleNiemi: Potresti, ovviamente, creare il pneumatico con qualcosa di diverso dalla gomma.
@Sean Certo, e in effetti probabilmente dovresti, ma stavo solo sottolineando che le proprietà e la forma di un buon pneumatico aumenterebbero la temperatura oltre i valori delle normali superfici aerodinamiche che gli spettri stavano citando. Indipendentemente dal materiale.
#2
+20
Peter Kämpf
2015-06-30 21:26:09 UTC
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Risposta breve: consente loro di volare più velocemente e più lontano.

Risposta lunga: Hapag-Lloyd Flight 3378 lo ha dimostrato in modo impressionante il 12 luglio 2000. Destinato ad Hannover, non hanno ritirato la marcia dopo il decollo a Chania, Creta. Il carburante era sufficiente per la distanza pianificata più le riserve, ma la marcia estesa aumentò il consumo di carburante così tanto che rimasero senza carburante mentre si avvicinavano al loro aeroporto di deviazione vicino a Vienna. Il consumo di carburante durante il viaggio è stato il doppio rispetto a quello che sarebbe stato con la marcia ritratta.

La resistenza è composta da un componente correlato al sollevamento (resistenza indotta, linea blu sotto) e da un componente costante (resistenza a portanza zero, linea rossa sotto) ed entrambe dipendono dalla pressione dinamica, che è il prodotto della densità dell'aria e del quadrato della velocità relativa. Mentre la componente relativa al sollevamento sale con una pressione dinamica ridotta, la componente costante aumenta con una pressione dinamica maggiore. Pertanto, estendere la marcia aumenterà la componente di resistenza costante e mentre volare più lentamente aiuta a ridurre il suo contributo, aumenterà la componente di resistenza relativa al sollevamento. Alla fine, la resistenza sarà maggiore a tutte le velocità.

Glider drag components

Tipici contributi di resistenza rispetto alla velocità per un aliante. La fisica per gli aerei di linea è la stessa, solo i numeri sono più grandi. In crociera, tutti gli aerei di linea cercano di volare il più vicino possibile alla resistenza minima.

Le uniche ragioni per un equipaggiamento fisso sono il costo, il peso e la semplicità. Le prestazioni ne risentiranno sempre.

Forse è bene menzionare un punto approssimativo in cui si ripaga. Roskam (Airplane Design: Layout of landing gear and systems) afferma: "L'esperienza indica che gli aeroplani con velocità di crociera superiori a 150 nodi tendono a utilizzare carrelli di atterraggio retrattili a causa della penalità di trascinamento dell'attrezzo"
@ROIMaison ... e quasi tutti gli alianti che superano i 50 nodi, anche se "retrattile" descrivono in modo eccessivo una ruota che spunta dalla fusoliera ;-)
Hai ragione, avrei dovuto dire che Roskam si stava concentrando sugli aerei a motore. La decisione cambia parecchio se puoi realizzare un sistema di retrazione leggero e semplice come negli alianti
#3
+15
Dave
2015-06-30 19:42:44 UTC
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Perché è un trascina per lasciarlo giù (gioco di parole). Alcuni aerei GA più piccoli (e anche grandi aerei) possono estendere il carrello di atterraggio attraverso un'ampia gamma di velocità operative e usarli come interruzioni di velocità piuttosto efficaci. Il DA42 mi viene in mente a questo proposito.

Per quel che vale, ci sono molti aerei dell'aviazione generale con attrezzatura fissa. enter image description here

Il ritiro degli attrezzi su un piccolo aereo è sempre stato un argomento interessante. Alcuni vecchi pistoni singoli hanno una marcia retrattile manuale come i primi Mooney M20 che utilizzavano una barra Johnson per ritrarre la marcia. Questo è un sistema datato, da alcuni molto ricercato per la sua semplicità.

(la grande barra d'argento al centro è la leva del cambio) enter image description here

Anche l'attrezzatura pieghevole ha poco a che fare con le dimensioni degli aerei. Il Mooney M-18 "Mite", che è un piccolo aereo per gli standard di chiunque, aveva un carrello retrattile (azionato anche dalla barra Johnson). enter image description here

Un modo per ridurre la resistenza su un piano a ingranaggi fissi è attraverso l'uso di carenature del cambio. mentre aiutano con la velocità, possono anche causare un problema se l'aereo atterra con forza. In alcuni casi (se la ruota è gonfiata in modo improprio) un forte touchdown o un rimbalzo farà sì che la ruota si gonfia mentre gira, il che potrebbe sfregare o danneggiare seriamente la carenatura. enter image description here

Carenature - note anche come cappuccio o stivale.
@KeithS, o ghette o pantaloni a ruota! :)
Come ultima parola hai usato "paura" invece di "carenatura".
Hai ragione, è stata apportata una modifica.
#4
+4
abelenky
2015-07-01 19:53:33 UTC
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Perché tutti gli aeroplani devono ritirare il carrello di atterraggio, una volta raggiunta un'altezza specifica?
Perché non possono semplicemente lasciare il carrello di atterraggio aperto per tutto il volo?

Entrambe le domande sono false sulla loro premessa:

  • Tutti gli aeroplani non devono ritirare il loro equipaggiamento; molti aerei sono a scatto fisso e non si ritrae. Alcuni aerei ritirano il loro equipaggiamento.

  • Gli aerei possono lasciare il loro equipaggiamento schierato per tutto il volo, a condizione che rimangano abbastanza lenti da non trascinare il flusso d'aria extra danneggiare l'aereo e il carrello di atterraggio.

Gli aerei con equipaggiamento retrattile generalmente ritirano il loro equipaggiamento per migliorare le prestazioni. Non avere ruote e montanti che pendono verso il basso semplifica l'aereo, migliora l'efficienza del carburante, consente loro di volare più velocemente e più in alto e rende la guida più tranquilla e confortevole all'interno dell'abitacolo. Quindi, l'attrezzatura retrattile è generalmente desiderabile.

Ma, come suggerito dalla tua domanda, non è richiesta e non si basa su un'altezza specifica. (semmai, si basa su una velocità relativa)

#5
+1
Denis Charles
2016-02-06 17:02:56 UTC
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Il carrello di atterraggio semplicemente retrattile è realizzato in modo da ridurre la resistenza extra che creata dal carrello di atterraggio fisso e quindi più pesante dell'aereo (aeroplano) può migliorare in velocità e viaggiare ad alta velocità ad altitudini più elevate

Chiedo se qualcuno con alcune domande riguardanti qualsiasi parte dell'aviazione, per favore, me lo mandi
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